Карбонатная седиментация

Карбонат кальция — самый важный из биогенных осадкообразующих компонентов. На долю карбонатных осадков (более 30% СаС03) приходится, по определениям разных авторов, от 48 до 55% общей площади современных донных отложений Мирового океана. Для Тихого океана - 35,12%, Индийского - 54,3%, Атлантического - 53,2%. Среди осадочных пород континентов на долю карбонатных приходится около 18% от всех осадочных пород. Несмотря на столь большое значение, основные проблемы, связанные с накоплением, зональностью, химией и минералогией карбонатных осадков, до настоящего времени решены не полностью. По своей химической природе морская вода резко отлична от речной: в морской воде соотношение между главными катионами Na> Мg> Са, в речной — Са > Nа > Мg . Между основными анионами морской воды соотношение С1 > S04 > С03, для речной — С03 >S04> С1. Чтобы попавшая в океан речная вода превратилась в морскую, необходим мощный механизм экстракции из речной воды Са и  С03 и в меньшей мере Мg и S04. Главная часть работы этого механизма связана с осаждением карбонатного материала.

Целым рядом исследований были установлены основные черты процесса современного карбонатообразования.

1. В океанах и морях теплые воды насыщены, а местами и пересыщены СаС03, поэтому имеются основания ожидать хемогенного его осаждения. Холодные воды недосыщены СаС03, но здесь хемогенное осаждение исключается. Воды океанов повсеместно недосыщены МgС03.

2. Хемогенное осаждение карбоната кальция зависит от основных факторов, определяющих его растворимость (температура, соленость вод, содержание углекислоты и др.)

3. Несмотря на высокое содержание карбоната кальция в океанах, его хемогенного осаждения нигде не происходит, за исключением отдельных мелководий. Основным механизмом современного карбонатонакопления является биогенный.

4. В прибрежных частях морей и океанов, а также на шельфах основное значение для накопления СаС03 имеют бентические организмы — моллюски, мшанки, фораминиферы, коралловые биоценозы и др. Те же организмы господствуют на шельфах океанских островов. В пелагических частях океанов главная роль в накоплении СаС03, безусловно, переходит к планктонным организмам. Среди них доминируют фораминиферы, которым уступают кокколитофориды; в качестве примесей встречаются птероподы.

5. Углекислотная система океанов находится в равновесии с атмосферой и литосферой. Между океаном и атмосферой идет постоянный обмен, при этом в одних зонах происходит захват углекислоты водами океанов, в других воды отдают углекислоту в воздух (углекислотное дыхание океана). Построены первые численные модели углекислотного обмена, которые позволяют правильнее подойти и к решению задачи карбонатонакопления с карбонатным веществом изымается из баланса часть углекислоты, а при возникновении избытка ее может начаться растворение карбонатов.